Protection contre la foudre - CEM

Protection contre la foudre - CEM
Antennes de téléphonie mobile
Les antennes de téléphonie mobile sont souvent implantées sur des structures hôtes (silos à grain en zone agricole, immeuble
d’habitation, bâtiments recevant du public ou hôpitaux en zone urbaine). La protection contre la foudre des installations de téléphonie
mobile est généralement nécessaires pour protéger des installations fort coûteuses dont il est difficile de se passer. En outre, la position
des antennes en point haut augmente mécaniquement le risque foudre de la structure qui porte les antennes (le risque est proportionnel
à 3 fois la hauteur des installations).
En outre, les émissions électromagnétiques des antennes peuvent perturber des installations proches dans ou sur la structure porteuse
voire même dans le pire des cas déclencher une explosion dans le cas de silos. Les installations de stockage de céréales, de graines, de
produits alimentaires ou de tout autre produit organique dégageant des poussières inflammables sont potentiellement soumises à de
telles contraintes. Pour ceux-ci l’important est donc non seulement de réaliser une étude de protection foudre mais également un audit
de sécurité pour valider l’innocuité vis-à-vis des perturbations électromagnétiques générées par les antennes (Compatibilité ElectroMagnétique).
Les silos doivent être efficacement protégés contre les risques liés aux effets de l’électricité statique et de la foudre. Le silo ne doit pas
disposer de relais, d’antennes d’émission ou de réception collectives sur ses toits à moins qu’une étude technique ne justifie que les
équipements mis en place ne sont pas source d’amorçage, d’incendie ou de risque d’inflammation de poussière. Ce rapport doit bien
évidemment prendre en compte également les conclusions de l’étude foudre.
Des contraintes du même ordre (perturbation de système sensibles, perturbation des habitants …) peuvent survenir pour les immeubles
et les hôpitaux et une analyse spécifique est également nécessaire.
SEFTIM a ainsi réalisé des audits de sécurité visant notamment à déterminer que l'installation d’antennes n'augmente pas le risque
foudre des installations, ni le risque de perturbations CEM (inflammation de poussière, perturbation de systèmes sensibles etc.).
Quand c’était nécessaire des modalités d’implantation des antennes ont été établies avant leur installation.
Il y a en pratique trois problématiques :
Les ondes électromagnétiques émises par les antennes peuvent-elles créer des échauffements, voir des sources d’allumage ?
Les équipements de télécommunication peuvent-ils avoir une influence sur les équipements électriques de sécurité ?
Le système de protection foudre est-t-il adapté aux nouvelles installations d’antennes ?
1. Influence des ondes électromagnétiques vis-à-vis des zones explosives
Les silos céréaliers dégagent des poussières inflammables qui génèrent des zones
explosives dites ATEX. Les antennes de télécommunication émettent des ondes
radiofréquence engendrant un champ électrique capable à une certaine distance
d’enflammer certains gaz et poussière. L’expertise de SEFTIM est d’évaluer le risque
d’inflammation de poussière engendré par les grains entreposés dans les silos en
intégrant les caractéristiques propres aux antennes, et donc de déterminer les zones
dans lesquels un risque d’inflammation existe, pour finalement définir une distance de
sécurité entre les antennes et les zones ATEX présentes sur le silo.
2. Influence des ondes électromagnétiques vis-à-vis des équipements électriques
Le rayonnement électromagnétique peut perturber le fonctionnement d'organes de
sécurité installés sur ou dans la structure. Il est donc parfois nécessaire d'éloigner les
antennes de ces matériels afin de s'assurer que le niveau du champ rayonné reste
inférieur au seuil de susceptibilité de ces matériels (défini pour tous matériels
électriques ou électroniques par la directive CEM 2004/108/CE). Les matériels doivent,
en effet, fonctionner normalement en présence d'un champ électrique maximum de
10V/m.
Modèle D
Relais GSM sur Silo – Dreamstime.com
SEFTIM est
qualifiée
par INERIS
et certifiée ISO 9001
par Bureau Veritas Certification
Protection contre la foudre CEM– Antennes téléphonie mobile sur Silo– FR – V1
Juin 2015
Protection contre la foudre et CEM
Antennes de téléphonie mobile
Il convient donc de s'assurer que le niveau de champ auquel est soumis les matériels sensibles installés dans ou sur la
structure ne dépasse pas ce niveau.
Comme pour la distance de sécurité vis-à-vis des zones ATEX, l’expertise de SEFTIM consiste à déterminer la distance
minimum pour laquelle les équipements ne sont pas perturbés par le rayonnement des antennes.
3. Système de protection foudre adapté aux installations des antennes GSM
Zone avec perturbations électromagnétiques
potentielles autour des antennes
Généralement, lors d’installation d’antennes de radiocommunication, SEFTIM
réalise une étude de protection foudre visant à s’assurer qu’il n’y a pas de risque
supplémentaire pour la structure, consécutif aux nouvelles installations. Dans ce
cas, SEFTIM ne réalise pas une étude complète portant sur l’ensemble de la
structure (le besoin pour la structure doit faire l’objet d’une étude dédiée), mais
s’assure qu’il n’y a pas d’augmentation du risque foudre. Si ce n’est pas le cas,
SEFTIM défini les moyens de protection à mettre en place pour réduire ce risque.
Cependant les opérateurs de téléphonie mobile souhaitent généralement protéger
leurs installations vis-à-vis de la foudre compte tenu du coût d’investissement et de
maintenance ainsi que de la perte potentielle d’exploitation. SEFTIM défini donc
alors un Système de Protection Foudre adapté et conforme aux normes en vigueur.
Pour la protection contre les effets directs de la foudre,
l’installation du Système de Protection Foudre (cage maillée,
pointes de choc, paratonnerres etc.) déjà présente sur le site, est
évaluée en fonction de la hauteur des nouvelles antennes qui
seront installées. Les zones de protection sont donc redéfinies en
fonction du nouveau besoin lié à la présence des antennes. Le
réseau d’équipotentialité est aussi redéfini, et vérifié pour les
parties existantes, notamment en toiture (concept de la distance
de séparation). Il en est de même pour les prises de terre foudre
existantes ou à créer. L’utilisation d’un système de protection
foudre dit isolé est généralement une bonne pratique, puisqu’il
permet de séparer électriquement, et même pour les fortes
tensions générées en cas de choc de foudre, la structure porteuse
et l’installation de téléphonie mobile.
Modèle D
Pour la protection contre les effets indirects de la foudre, il
est généralement préconisé, l’installation de parafoudres de Type
1+2 (parafoudres capable de supporte une fraction du courant
d’un choc de foudre direct, et qui sont capables également de
protéger finement les circuits sensibles) pour la protection de la
ligne énergie et des divers modules liés aux réseaux GSM. Des
parafoudres (Type 1) sont également préconisés pour la
protection des câbles signaux, ainsi que des kits de mise à la
terre. Des solutions alternatives (blindage, chemins de câbles
etc.) sont aussi proposées pour optimiser les coûts.
SEFTIM est
qualifiée
Foudre à proximité d’un Silo maximumwallhd.com
et certifiée ISO 9001
par Bureau Veritas Certification
par INERIS
Protection contre la foudre CEM – Antennes téléphonie mobile sur Silo– FR – V1
Juin 2015